熒光材料會(huì)產(chǎn)生有害輻射嗎?
從演唱會(huì)的熒光棒，到夜光的手表鑰匙扣，人們與熒光材料的接觸不斷加深時(shí)，對(duì)其產(chǎn)品的安全性也產(chǎn)生了不少疑問——他們會(huì)不會(huì)放出有害輻射?
什么是熒光材料
通常意義上來說，熒光材料指的是受到電子束或特定頻率的光(射線)照射后能發(fā)出某種可見光的一類材料。比如經(jīng)常在犯罪現(xiàn)場(chǎng)中看到用來檢驗(yàn)血痕的魯米諾(Luminol)試劑，與血液中的鐵(一說為血紅素)發(fā)生反應(yīng)后用紫外線照射即發(fā)出藍(lán)色熒光。
早在1575年，就有人在陽(yáng)光下觀察到菲律賓紫檀木切片的黃色水溶液呈現(xiàn)極為可愛的天藍(lán)色。1852年，G.G.斯托克斯用分光計(jì)觀察奎寧和葉綠素溶液 時(shí)，發(fā)現(xiàn)它們所發(fā)出的光的波長(zhǎng)比入射光的波長(zhǎng)稍長(zhǎng)，由此判明這種現(xiàn)象是由于物質(zhì)吸收了光能并重新發(fā)出不同波長(zhǎng)的光線，而不是光的漫射作用引起的，斯托克斯 稱這種光為熒光。以稀土化合物作為原料的熒光材料，歷經(jīng)約50年的發(fā)展后，憑借其吸收能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)換率高、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、有豐富的能級(jí)和4f電子躍遷等 特性，有取代傳統(tǒng)熒光材料并成為主流的趨勢(shì)。
熒光是如何發(fā)出來的
熒光是物質(zhì)從激發(fā)態(tài)失活到多重性相同的低能狀態(tài)時(shí)所釋放的輻射，最常見的是吸收紫外線后發(fā)出可見光?；衔锬軌虍a(chǎn)生熒光的最基本的條件是它發(fā)生多重性不 變的躍遷時(shí)所吸收的能量小于斷裂最弱的化學(xué)鍵所需要的能量。其次，在化合物的結(jié)構(gòu)中必須有熒光基團(tuán)如=C=O、-N=O、-N=N、=C=N-、=C=S 等。
對(duì)于具有熒光特性的分子來說，在吸收了入射光的能量后，里面的電子就像在森林中奔跑的小白兔一樣，從基態(tài)S0跑到(實(shí)質(zhì)是電子躍遷)具有相同自旋多重度[5]的激發(fā)態(tài)S2那里玩：S0+hvex→S2(h為普朗克常數(shù)，vex為入射光光子的 頻率)。處于激發(fā)態(tài)的電子可以通過各種不同的途徑釋放其能量回到基態(tài)：比如電子可以從S2經(jīng)由非?？斓膬?nèi)轉(zhuǎn)換過程(這個(gè)過程所用時(shí)間比10(-12)秒還 短)，在不發(fā)出任何輻射的情況下躍遷至能量稍低并具有相同自旋多重度的激發(fā)態(tài)S1，然后再馬不停蹄地從S1以發(fā)光的方式釋放出能量回到基態(tài) S0：S1→S0+hvf，于是我們就看到熒光了。
對(duì)于發(fā)光細(xì)胞而言，熒光是氧化反應(yīng)的“產(chǎn)物”，因此必要條件是有氧的環(huán)境。細(xì)胞中的發(fā)光酵素及醛類發(fā)光基質(zhì)在氧氣與能量物質(zhì)(來自黃素單核酸，有別于螢火蟲)的參與下共同反應(yīng)從而發(fā)出熒光，這種熒光稱為生物熒光。
我們生活中的那些熒光
夜光涂料(材料)
夜光涂料，指的是能在黑暗中能發(fā)光的一類材料，分為自發(fā)光型和蓄光型兩種。其中自發(fā)光型夜光材料的基本成分為放射性材料，不需要從外部吸收能量，可持續(xù)發(fā)光，其放射性可能對(duì)人體造成一定危害(視成分而定)，故應(yīng)用時(shí)受限制較大;而蓄光型夜光材料很少會(huì)使用放射性物質(zhì)，主要是靠吸收外部的光能再進(jìn)行緩慢釋放，而且要儲(chǔ)備足夠的光能才能保證持續(xù)一段時(shí)間發(fā)光，使用基本不受限制，但輝度不如自發(fā)光型材料。近年來，蓄光材料朝著無(wú)毒無(wú)放射方向發(fā)展，鋁系、鋇鍶系摻入稀土元素經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而得的蓄光材料，亮度是傳統(tǒng)材料的上百倍。
反光材料
這種材料廣泛應(yīng)用在各種交通指示牌。最早是美籍華裔科學(xué)家董棋芳博士研發(fā)出定向玻璃微珠，而后各式反光布、反光涂料才相繼問世。其實(shí)目前的交通指示牌分為兩類：一類是完全反光材料，即依靠將入射光線反射回去達(dá)到警示目的;另一類是光致發(fā)光，不僅僅能反光，還能在受到光照時(shí)能輻射出光子，比普通的反光材料看上去更醒目，比如硫系材料。這些通常情況下都不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的輻射，但至于其是否具有化學(xué)毒性就得看具體成分具體分析了。
熒光棒和熒光鑰匙扣
節(jié)日晚會(huì)、各種演唱會(huì)上必用到的熒光棒里面主要由三種物質(zhì)組成：過氧化物、酯類化合物和熒光染料。把它搖幾下或者抖幾下后，過氧化物和酯類化合物發(fā)生反應(yīng)，再將反應(yīng)后的能量傳遞給熒光染料，最后由染料發(fā)出熒光，整個(gè)過程中都不會(huì)發(fā)出傷害人體的射線。雖然熒光棒不會(huì)放出有害射線，但是里面的液體不可食用，也應(yīng)盡量避免與皮膚接觸，特別是眼睛。所以，只要你不拿刀子剪刀去破壞、不用力扭曲熒光棒，拿去盡情地?fù)u吧!
熒光鑰匙扣也是類似原理。使用時(shí)只要和使用熒光棒一樣注意不對(duì)它施暴，那么它在你身邊只會(huì)給你帶來方便，潛在危險(xiǎn)仍然來自于里面化學(xué)成分的毒性而不是輻射。
再附上個(gè)關(guān)于熒光棒的小知識(shí)：熒光棒發(fā)光時(shí)間的長(zhǎng)短與環(huán)境溫度成反比，即所處環(huán)境溫度越高，熒光棒的發(fā)光時(shí)間越短。所以當(dāng)手中的熒光棒變暗時(shí)，可以將其放入冰箱或者冰柜中，低溫環(huán)境能抑制兩種液體的化學(xué)反應(yīng)，需要的時(shí)候再拿出來，這樣就能重復(fù)使用了。
熒光增白劑
為了讓紙張看上去很白，部分商家會(huì)在里面添加熒光增白劑，或叫熒光漂白劑，是一種復(fù)雜的有機(jī)化合物。這種增白劑吸收紫外線后發(fā)出藍(lán)色的光，與紙張的黃色光疊加后互補(bǔ)形成白色，達(dá)到增白的效果，廣泛用于造紙、紡織、洗滌劑等多個(gè)領(lǐng)域中。這種物質(zhì)不會(huì)對(duì)人產(chǎn)生有害輻射，但如果看書的時(shí)候肚子餓了，千萬(wàn)別把紙張往嘴里塞，避免遭受其可能的化學(xué)毒性危險(xiǎn)。
熒光燈
熒光燈的發(fā)光原理是：熒光管內(nèi)充滿氬氖混合氣體及汞蒸汽，燈管電極的放電使汞發(fā)出紫外波段的光，燈管內(nèi)側(cè)表面的磷質(zhì)熒光漆吸收了紫外線，取決于磷質(zhì)成份的比例，發(fā)出不同顏色的熒光。發(fā)光過程中燈管內(nèi)側(cè)表面的磷質(zhì)熒光漆吸收了絕大部分的紫外線，正常情況下使用質(zhì)量合格的熒光燈，即時(shí)熒光漆涂層上有一些細(xì)微裂隙，也不會(huì)增加人使用熒光燈的健康風(fēng)險(xiǎn)。
天然熒光
螢火蟲在城市里現(xiàn)在很難看見了，令人感嘆以后又少了個(gè)泡妹紙的方法。螢火蟲的發(fā)光，簡(jiǎn)單來說，是熒光素在催化下發(fā)生的一連串復(fù)雜生化反應(yīng)，而反應(yīng)產(chǎn)物之一就是它們屁屁上的光。人家那么可愛的動(dòng)物，自然不會(huì)對(duì)你有害，只要你不學(xué)貝爺見啥吃啥。
極光也是高層大氣中的熒光現(xiàn)象。極光是太陽(yáng)風(fēng)進(jìn)入地球磁場(chǎng)導(dǎo)致的光輝，大家見到極光興奮還來不及吧。
含有某些稀土元素的螢石和方解石也能發(fā)出熒光。但稀土含量極少，而且也不會(huì)天天接觸，有害的輻射微乎其微，只要你不揣在懷里戴在手上腳上脖子上。
錢
最受歡迎的當(dāng)然要最后出場(chǎng)!其實(shí)這里要說的是印刷防偽技術(shù)——目前大部分國(guó)家的鈔票及證件等需要防偽的物品都會(huì)利用特殊的油墨在紫外線下發(fā)出熒光的特點(diǎn)防偽，用紫外燈照射人民幣時(shí)出現(xiàn)的那個(gè)數(shù)字啦!當(dāng)然這種油墨的使用也是安全無(wú)害的，如果你還是不太相信的話，我很樂意為你保管。
結(jié)論
綜合來看，常見的熒光材料所發(fā)出的熒光都是非放射性光，對(duì)人體不會(huì)造成有害輻射。之所以有觀點(diǎn)認(rèn)為熒光物質(zhì)會(huì)傷害人體，是因?yàn)樵谀承┮构馐直?、鑰匙扣、信號(hào)照明燈中加入了放射性物質(zhì)，如高檔手表里的氚氣和β燈里面使用的氚、黃磷與硫化鋅的混合物。但值得慶幸的是，氚的β衰變只會(huì)放出高速移動(dòng)的電子(即β 粒子)，穿透能力很弱，連薄薄的有機(jī)玻璃片都無(wú)法通過，更別說穿透人體，因此只有大量吸入時(shí)才會(huì)對(duì)人體有害。換言之，只要是正規(guī)廠家生產(chǎn)的合格產(chǎn)品，不用來做奇葩的事情，熒光材料就不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害。